Variación en las características nutricionales y anti-nutricionales de la pasta de soya usada en México en 2019

Introducción

La pasta de soya (PS) es usada extensamente como una fuente de proteína en nutrición animal en México y a nivel global. La amplia variación en las condiciones medioambientales en las cuales la soya crece, combinado con las diferentes prácticas agrícolas resultan en soyas con diferentes contenidos nutricionales [1]. Adicionalmente, las diferencias en las condiciones de procesamiento tales como la humedad, temperatura y tiempo de secado, resultan en PS con diferente composición nutricional y parámetros de calidad [1]. En este contexto, varias investigaciones [1] han reportado diferencias significativas en contenido de proteína cruda (PC) de PS de EUA, Argentina, Brasil e India con rango de 42.7 a 52.1%, donde Brasil registró el valor más alto (48.8%), aunque el contenido de aminoácidos digestibles totales fue mayor en las PS de EUA y China. En otro estudio [2] se reportaron diferencias significativas inter-país y entre países (EUA, Brasil y China) para el contenido de PC, aminoácidos esenciales y no esenciales.

Con relación a la calidad de la PS, la variación en el contenido de factores anti-nutricionales y disponibilidad de aminoácidos puede ocurrir ya sea por insuficiente (subprocesamiento) o excesivo (sobre procesamiento) calentamiento [3]. Está bien documentado [4] que uno de los principales factores anti-nutricionales presentes en la PS son los inhibidores de la tripsina (IT) que interfieren con el consumo, digestión, absorción, metabolismo de nutrientes y salud del animal. Algunas referencias establecen que niveles de IT <= 4 mg/g en PS son considerados adecuados [4]. En este sentido, un reciente estudio documentó que los niveles que el pollo (6 a 19 d de vida) tolera de forma adecuada varían entre 1.1 y 3.6 mg/g [4], mientras que valores superiores resultan en bajo desempeño productivo [5]. El procesamiento térmico de la soya reduce los niveles de IT a valores tolerables, sin embargo, un exceso en el calentamiento incrementa la incidencia de las reacciones de Maillard que inevitablemente ocurren entre los aminoácidos (AA) y los azucares reductores presente en la PS [6]. En estos casos, se ha reportado que el principal aminoácido que disminuye en contenido y disponibilidad es la lisina [7], que tiene un fuerte impacto sobre el desempeño del pollo por ser un aminoácido esencial limitante.

La variación en las características de calidad de soyas de diferentes países o regiones dentro de país ha sido ya explorada en otros reportes, por ejemplo, en un estudio reciente de Frikha et al. [6] observaron diferencias (p<0.05) en la solubilidad de la proteína de KOH, entre soyas de EUA, Brasil y Argentina, pero no hubo diferencias en actividad ureasica, PDI, actividad del inhibidor de la tripsina y Lisina Reactiva.

En el caso de México, existen pocos reportes de la características nutricionales y calidad del procesamiento de las pastas de soya de origen nacional e importadas que se usan en la industria de aves y cerdos. Adicionalmente, en la mayoría de los reportes citados la cantidad de muestras incluidas por país y región fue limitada. Por lo que el objetivo de este estudio fue determinar la variación en cuanto a caracterices nutricionales y de calidad de procesamiento por vía espectroscopia de infrarrojo cercano (NIR) de las distintas pastas de soya que se comercializaron en México en el 2019.

Materiales y Métodos

Muestras
Para este reporte se tomaron los datos de los nueve principales productores de PS de México y Estados Unidos de América que se comercializan en México. Todas las muestras (n=4584) de los distintos proveedores de PS fueron molidas empleando un molino de laboratorio (ZM-200, Retsch, Stuttgart, Alemania) que tenía una criba de 0.5 mm y analizadas por espectroscopia de infrarrojo cercano (NIR) para determinación del contenido de PC, aminoácidos esenciales totales, lisina digestible ileal estandarizada (Lis DIE) y metionina digestible ileal estandarizada (Met-DIE) en pollos (sistema AMINONIR® Advanced de Evonik) así como como la calidad del procesamiento (sistema AMINORED® de Evonik) entre enero y diciembre del 2019.

Para el análisis de PC y aminoácidos, los proveedores fueron identificados de la siguiente manera I: (n=780); II: (n=52); III: (n=52); IV: (n=181); V: (n=1097); VI: (n=539); VII: (n=490); VIII: (n=238); IX: (n=1155). Mientras que para los análisis de calidad del procesamiento se utilizaron 1750 muestras y los proveedores fueron identificados como sigue I: (n=60); II: (n=51); IV: (n=182); V: (n=688); VI: (n=283); VII: (n=161); VIII: (n=36); IX: (n=289), se omitió el proveedor III del cual no se obtuvieron datos

Parámetros evaluados
Los indicadores de calidad del procesamiento reportados fueron los siguientes: Índice de Dispersabilidad de la Proteína (PDI, %), Solubilidad de la Proteína en KOH (S-KOH, %), Actividad de los inhibidores de la Tripsina (TIA-A, mg/g), Lisina Reactiva (LR, %), el cociente de Lisina Reactiva/Lisina Total (LR/LT, %) y el Indicador de la Condiciones de Procesamiento (PCI, sobre procesado 0-10, normal >10-20, sub procesado >20-30) un índice numérico desarrollado por Evonik que combina varios factores de sub-procesamiento, procesamiento adecuado y sobre procesamiento, este índice toma en cuenta varios factores anti-nutricionales, así como los efectos de daño por calor sobre el contenido de aminoácidos y solubilidad de la proteína.

Análisis estadístico
Los datos de contenido de proteína, aminoácidos y calidad del procesamiento fueron analizados empleando el PROC GLIMMIX para datos con una distribución no normal, del paquete estadístico SAS 9.4. Cuando se detectaron diferencias las medias de mínimos cuadrados fueron separadas empleando la prueba de Tukey con α=0.05.

Resultados

En el Cuadro 1 se muestran los resultados del contenido de proteína y aminoácidos esenciales presentes en la pasta de soya de nueve distintos proveedores en México. Para el contenido de PC se observaron diferencias (p<0.05) entre proveedores, donde los proveedores II y III presentaron los niveles más altos y los contenidos más bajos de PC se registraron en la PS de los proveedores VII y VIII, siendo 15.65 g de PC / kg de PS, la diferencia entre el promedio de los dos proveedores más altos y los dos más bajos. En el caso de Metionina, el nivel más alto (p<0.05) se observó en el proveedor IV y el nivel más bajo (p<0.05) en el proveedor VIII, con una diferencia de 0.7 g/kg de PS, resultado que fue similar para la Met DIE. La Cisteína fue diferente (p<0.05) entre proveedores con IV>III>I>IX>VI>V>II>VII. La misma tendencia se observó en el contenido de Metionina + Cisteína el proveedor IV con el aporte más alto (p<0.05).

Cuadro 1. Medias de mínimos cuadrados (±DE) del contenido de proteína y aminoácidos de pasta de soya de distintos proveedores en México¹

Variación en las características nutricionales y anti-nutricionales de la pasta de soya usada en México en 2019 - Image 1

Click aquí para ampliar la imagen

^{a, b, c, d, e, f, g}Medias en la misma fila con distinta literal son significativamente diferentes (p<0.05).

¹Los contenidos son reportados en base húmeda (tal cual); DE= desviación estándar.

²Son los principales fabricantes de pasta de soya de México y EE.UU., que comercializan en México.

³N= número de muestras analizadas por proveedor; CV= coeficiente de variación; DIE= digestible ileal estandarizada.

El contenido de Lisina y Lis DIE fueron diferentes (p<0.05) entre proveedores, con los niveles mayores en III y IV, mientras que el nivel más bajo en el proveedor VIII, la diferencia promedio el valor más alto y el más bajo fue de 1.4 g/kg de PS. Para el resto de los aminoácidos (Treonina, Triptófano, Arginina, Isoleucina, Leucina, Valina e Histidina) se observó la misma tendencia, con los valores más altos (p<0.05) en el proveedor III y los niveles inferiores en el proveedor VIII. Es importante destacar que los CV ms altos se presentaron en todos los valores de PC y aminoácidos de los proveedores I y VII.

En el Cuadro 2 se muestran los principales indicadores de calidad de procesamiento de la PS de distintos proveedores en México. El PDI fue mayor (p<0.05) en el proveedor IV, aunque los niveles más bajos se encontraron en los proveedores V, VIII, IX. La solubilidad de la proteína en KOH fue diferente entre proveedores (p<0.05) con el IV con el valor más alto y el VI el valor más bajo.

Cuadro 2. Medias de mínimo cuadrados (±DE) de los indicadores de la calidad del procesamiento de la pasta de soya de distintos proveedores en México

Variación en las características nutricionales y anti-nutricionales de la pasta de soya usada en México en 2019 - Image 3

Click aquí para ampliar la imagen

^{a, b, c, d, e}Medias en la misma fila con distinta literal son diferentes (p<0.05).

¹Son los principales fabricantes de pasta de soya de México y EE.UU., que comercializan en México.

²N= número de muestras analizadas por proveedor; PDI= índice de dispersabilidad de la proteína; KOH= solubilidad de la proteína en hidróxido de potasio; TIA-A= actividad de los inhibidores de la tripsina; PCI= indicador de las condiciones de procesamiento, 0-10 sobreprocesada, >10-20 normal, >20-30 subprocesada; CV= coeficiente de variación; DE= desviación estándar

La actividad de los inhibidores de la tripsina fue significativamente alta (p<0.05) en la PS del proveedor IV, seguido por los VI y VIII. Mientras que los coeficientes de variación para este parámetro fueron claramente altos (44-74%) en los proveedores I, V, VII y IX. Por otro lado, el contenido de LR fue alta (p<0.05) en la PS de los proveedores VIII y IV, mientras que los valores más bajos se presentaron en la PS de los proveedores VI y VII, siendo 1.5 g de LR / kg de PS la diferencia entre los valores más altos y más bajos. En este contexto, el cociente LR / LT fue mayor (p<0.05) en el proveedor VIII comparado al resto de proveedores y el nivel más bajo (p<0.05) se registró en el proveedor VI.

Respecto al indicador de la condiciones de procesamiento, se observó que el proveedor IV presentó valores altos (p<0.05) cercanos al límite del subprocesamiento, que coinciden con las lecturas altas TIA-A. El resto proveedores resultaron el valores de PCI dentro del rango considerado normal (>10-20).

Discusión

Varias investigaciones han sido conducidas para determinar el grado de variación de PC entre PS de diferentes países productores [1], o incluso entre provincias, estados o zonas de madurez dentro de países productores [2] y han detectado diferencias significativas entre países y provincias dentro de países como EE.UU., Brasil y China. Estos resultados coinciden con lo reportado en este estudio, donde se observaron diferencias significativas en el contenido de PC y aminoácidos entre los 9 proveedores evaluados. En general el contenido de PC encontrado en la PS de los distintos proveedores de este estudio coincide con el 47.20 ± 0.97% reportado en estudios previos [1]. Aunque los alrededor de 24 g de PC / kg PS de diferencia entre el proveedor más alto y el más bajo es un claro indicador que la PC debe medirse periódicamente. Las diferencias en el contenido de PC de la PS dependen del genotipo y condiciones agronómicas- ambientales donde el frijol de soya fue producido [2], aunque el proceso posterior y descascarillado también tienen influencia [6].

La calidad de la PC medida a través de su aporte de aminoácidos esenciales fue significativamente diferente entre proveedores, lo que coincide con estudios previos [1] [6]. Es importante destacar que un alto contenido de PC no necesariamente es el mejor indicador de la calidad de la PS, por ejemplo, en este estudio el proveedor II presentó el nivel más alto de PC, sin embargo, los aportes Met DIE y Lis DIE estuvieron en nivel bajo e intermedio respectivamente. Respecto a la calidad del procesamiento de la PS, el valor de PDI observado entre los 9 proveedores fue variable, 4 proveedores presentaron niveles por debajo del mínimo recomendado (15-40%), aunque de acuerdo con Batal et al. [3] todas las lecturas <45% indicarían un procesado adecuado de las soyas. La solubilidad de la PC en KOH reportada en las PS de este estudio osciló entre 76 y 89% entre los distintos proveedores y coinciden con la magnitud de valores reportados en un estudio previo [6] con PS de EE. UU., Brasil y Argentina. El rango considerado como adecuado en PS varía entre 73 y 85%.

Es bien conocido que la soya debe ser tratada con calor para mejorar la digestibilidad de la proteína y aminoácidos para reducir el contenido de inhibidores de tripsina que son sensibles al calor. Sin embargo, el proceso tiene una eficiencia variable dependiente de la concentración inicial de TIA-A, la humedad presente en la semilla de soya, la temperatura y tiempo de calentamiento, por lo que es necesario tener un control preciso del proceso para prevenir sub y sobrecalentamiento [5]. El valor de TIA-A ha sido identificado como el mejor predictor in vitro del valor nutricional de la PS en pollos [5]. En este estudio, el valor de TIA-A fue diferente entre proveedores, lo que contrasta con lo observado en estudios previos [6] donde no hubo diferencias en los valores reportados para soyas de EE. UU., Brasil y Argentina. El límite superior para considerar una PS de buena calidad es de <4 mg/g, por lo que en este estudio los proveedores IV, VII y VII estarían en la clasificación de PS con niveles que podrían causar una reducción en la digestibilidad de la PC, además reducir la ganancia de peso e incrementar la conversión alimenticia en pollos de engorda como lo demostraron Palliyeguru et al [5].

La LR ha sido recomendada como una característica para evaluar la incidencia de reacciones de Maillard causadas por un tratamiento térmico agresivo [6]. El cociente LR/LT fue diferente entre proveedores y está en el rango de estudios previos [6]. En la práctica se recomienda que el valor de cociente LR/LT sea >90, para considerar que el procesado está siendo adecuado. En este estudio 4 proveedores presentaron valores por debajo de este objetivo por lo que debería ponerse atención por posible sobrecalentamiento.

Finalmente, el valor PCI, un índice que toma en cuenta los indicadores de subprocesamiento como el TIA-A y PDI y también las de sobreprocesamiento como solubilidad de la PC en KOH y LR, estuvo en el rango de estudio previos [6] y fue efectivo para describir PS con subprocesamiento como es el caso de los proveedores IV, VI y VII.

Basado en estos resultados se concluye que las PS evaluadas difieren ampliamente en su contenido de PC, aminoácidos esenciales y en la calidad del procesamiento, observándose que algunos proveedores (IV, VI y VII) ofrecen PS con ligero subprocesamiento como lo indican sus altos niveles de TIA-A. Los gerentes de plantas de alimentos, de compras y nutriólogos deben considerar las diferencias en el valor nutritivo de las PS que se comercializan en México al momento de tomar decisiones de formulación y evaluación de proveedores. Esta amplia variación denota la importancia de usar herramientas analíticas que permitan el monitoreo continuo de la variabilidad nutricional y calidad de procesamiento de cada lote ingresante de PS a la planta.